Инструментальная сталь для холодной обработки используется в качестве калибра, стали, штамповки и других инструментов, а также для штамповки, ковки, прокатки, прокатки и других форм, резки, гибки, штамповки, сжатия и другой обработки. В этих процессах формы подвергаются высокому поверхностному давлению и ударной нагрузке, и большинство форм выбрасываются из-за износа, горячего склеивания, падения мяса, растрескивания и других причин. Следовательно, штамповая сталь для холодной обработки требует высокой прочности, высокой износостойкости, высокой усталостной стойкости и высокой ударной вязкости.
1. Характеристики инструментальной стали для холодной обработки.
Соответствие характеристик основных инструментальных сталей для холодной обработки. В таблице 1 представлен химический состав основных инструментальных сталей холодной обработки. Важнейшей характеристикой инструментальной стали для холодной обработки является ее износостойкость. Основным методом повышения износостойкости является повышение твердости стали. Инструментальная сталь для холодной обработки обычно подвергается закалке и отпуску и используется с твердостью около 60HRC. Увеличение содержания С в стали может повысить твердость. Кроме того, добавление Cr, Mo, V, W и других карбидообразующих элементов, чтобы сталь содержала M7C3, M6C, MC и другие твердые карбиды (таблица 2), может дополнительно улучшить износостойкость стали. Однако когда количество карбида велико, вязкость и усталостная прочность стали снижаются. Поэтому необходимо выбирать подходящую инструментальную сталь для холодной обработки в зависимости от области применения.
2. Углеродистая инструментальная сталь.
Сталь с содержанием C 0,55 ~ 1,50% и небольшим количеством Si и Mn является углеродистой инструментальной сталью. В JIS представлено 11 марок углеродистой инструментальной стали. Углеродистая инструментальная сталь закалена при температуре 750–840 градусов и отпущена при температуре 150–200 градусов, а твердость может достигать 54–63HRC. Из-за небольшого количества легирующих элементов в углеродистой инструментальной стали прокаливаемость плохая, поэтому необходимо проводить закалку водяным охлаждением. И даже если воду охладить, центр заготовки не закаляется, закаляется только поверхность, а твердость центра все равно невысока. Наиболее часто используемая марка углеродистой инструментальной стали JIS — SK105 (1.05C-0.2Si-0.25Mn). SK105 используется для изготовления режущих инструментов, стальных стержней, приспособлений и штампов.
3. Легированная инструментальная сталь.
JIS классифицирует легированную инструментальную сталь на четыре категории: режущая инструментальная сталь, ударопрочная инструментальная сталь, штамповая сталь для холодной обработки, штамповая сталь для горячей обработки. Среди них 10 марок штамповой стали для холодной обработки. Кроме того, существует множество модифицированных марок стали на основе стали JIS. Ниже приводится краткое описание характеристик представительных марок легированной инструментальной стали.
3.1 Низколегированная инструментальная сталь
Содержание легирующих элементов в штамповой стали для холодной обработки представляет собой относительно низколегированную инструментальную сталь, обычно используемые марки: SKS93 (1.05C-0.95Mn-0.4Cr) и SKS3. (0.95C{{10}}.05Mn-0.75Cr). Содержание Mn в этих двух марках составляет около 1%, в СКС93 — 0,4Cr, в СКС3 — 0,75Cr, что улучшает прокаливаемость стали. Кроме того, SKS3 также содержит 0,75% W для улучшения прокаливаемости и ударной вязкости. Низколегированная инструментальная сталь используется для изготовления режущей кромки, калибра, матрицы и т. д.
3.2 Инструментальная сталь для холодной обработки с высоким содержанием C и Cr
Самая известная марка инструментальной стали для холодной обработки с высоким содержанием C и Cr — SKD11 (серия 1,5C-12Cr-1Mo). Самая большая особенность SKD11 — хорошая износостойкость. Благодаря высокому содержанию Cr в исходной фазе присутствует крупный карбид Cr (M7C3), что повышает износостойкость. Прокаливаемость SKD11 хорошая, даже твердость сердечника можно получить путем воздушного охлаждения. Температура закалки SKD11 составляет 1000 ~ 1040 градусов. Это обычно используемая температура закалки в печах вакуумной термообработки. Инструментальная сталь для холодной обработки с лучшей износостойкостью, чем SKD11, — это SKD1 (серия 2C-12Cr). Содержание C и Cr в SKD1 больше, чем в SKD11, поэтому и количество крупных карбидов Cr больше, что делает SKD1 инструментальной сталью с высокой износостойкостью. Из-за большого количества карбидов Cr ударная вязкость и усталостная прочность не так хороши, как у SKD11. Поскольку температура закалки SKD1 составляет 950 градусов, что отличается от обычно используемой температуры закалки, а прокаливаемость плохая, ее необходимо закалить в масле. Поэтому SKD1 используется редко.
На основе СКД11 разработаны и получили широкое распространение различные улучшенные стали различного назначения.
